水下空間采礦裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種水下空間采礦裝置，包括機(jī)架、輸送機(jī)、安裝于機(jī)架上的采礦頭以及連接輸送機(jī)和采礦頭的輸送管，機(jī)架上安裝有使水下空間采礦裝置在水下保持懸浮的浮力部件和用于驅(qū)動水下空間采礦裝置在水下移動的推進(jìn)機(jī)構(gòu)。該水下空間采礦裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)動靈活、地形適應(yīng)性好等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】
水下空間采礦裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及水下采礦作業(yè)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種水下空間采礦裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]海洋富含多種金屬礦產(chǎn)資源，面對日益枯竭的陸地資源，開發(fā)海底資源勢在必行。然而，主要的三種海底礦產(chǎn)資源(多金屬結(jié)核、多金屬硫化物、富鈷結(jié)殼)分布的底質(zhì)環(huán)境復(fù)雜，導(dǎo)致現(xiàn)有水下采礦設(shè)備在采礦過程中存在各種問題，無法開展地面規(guī)?；鳂I(yè)。其中，多金屬結(jié)核分布在承載能力極低的稀軟沉積物表面，采礦作業(yè)車極易出現(xiàn)沉陷和打滑，甚至無法行走作業(yè);多金屬硫化物分布在洋中脊熱液區(qū)，是由海底火山口噴出的巖漿與海水作用形成的許多煙霧狀的“黑色煙筒”，其分布分散，地形復(fù)雜使得大型采礦機(jī)的規(guī)?；鳂I(yè)無法實(shí)現(xiàn)；富鈷結(jié)殼賦存于海底海山側(cè)面的基巖表面，對集礦機(jī)的行走及采集均帶來了嚴(yán)重阻礙。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)動靈活、地形適應(yīng)性好的水下空間采礦裝置。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:
[0005]—種水下空間采礦裝置，包括機(jī)架、輸送機(jī)、安裝于機(jī)架上的采礦頭以及連接輸送機(jī)和采礦頭的輸送管，所述機(jī)架上安裝有使水下空間采礦裝置在水下保持懸浮的浮力部件和用于驅(qū)動水下空間采礦裝置在水下移動的推進(jìn)機(jī)構(gòu)。
[0006]上述的水下空間采礦裝置，優(yōu)選的，所述浮力部件為深海固體浮力材料制件。
[0007]上述的水下空間采礦裝置，優(yōu)選的，所述推進(jìn)機(jī)構(gòu)包括一個以上豎向推進(jìn)螺旋槳和四個以上水平推進(jìn)螺旋槳，四個以上水平推進(jìn)螺旋槳分設(shè)于機(jī)架的四周。
[0008]上述的水下空間采礦裝置，優(yōu)選的，所述采礦頭通過一微地形適應(yīng)機(jī)構(gòu)可調(diào)整安裝高度的安裝于機(jī)架上。
[0009]上述的水下空間采礦裝置，優(yōu)選的，所述微地形適應(yīng)機(jī)構(gòu)包括伸縮驅(qū)動件和兩套以上平行四邊形機(jī)構(gòu)，各平行四邊形機(jī)構(gòu)包括兩根平行的連桿，各連桿的兩端分別與機(jī)架和采礦頭鉸接，所述伸縮驅(qū)動件鉸接安裝于機(jī)架上，所述伸縮驅(qū)動件的驅(qū)動端與采礦頭鉸接。
[0010]上述的水下空間采礦裝置，優(yōu)選的，所述伸縮驅(qū)動件為伸縮油缸或伸縮電缸。
[0011 ]上述的水下空間采礦裝置，優(yōu)選的，所述采礦頭包括破碎機(jī)構(gòu)和采集罩，所述破碎機(jī)構(gòu)安裝于所述采集罩內(nèi)，所述采集罩通過所述輸送管與輸送機(jī)的輸入口相連，所述輸送管為輸送軟管。
[0012]上述的水下空間采礦裝置，優(yōu)選的，所述機(jī)架上安裝有用于測量水下空間采礦裝置懸浮高度的聲學(xué)測距傳感器。
[0013]上述的水下空間采礦裝置，優(yōu)選的，所述機(jī)架上安裝有動力站。
[0014]上述的水下空間采礦裝置，優(yōu)選的，所述輸送機(jī)安裝于所述機(jī)架上。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:本實(shí)用新型水下空間采礦裝置在機(jī)架上安裝浮力部件、推進(jìn)機(jī)構(gòu)和采礦頭，可使水下空間采礦裝置懸浮在水下的固定高度，并能夠自主移動到可采區(qū)域，相比傳統(tǒng)水下采礦設(shè)備，該水下空間采礦裝置不會出現(xiàn)沉陷、打滑和無法行走等問題，具有結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)動靈活性高、地形適應(yīng)性好等優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0016]圖1為水下空間采礦裝置的主視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2為水下空間采礦裝置的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖例說明:
[0019]1、機(jī)架;2、輸送機(jī);3、采礦頭;31、破碎機(jī)構(gòu);32、采集罩;4、浮力部件;5、豎向推進(jìn)螺旋槳;6、水平推進(jìn)螺旋槳;7、伸縮驅(qū)動件;8、連桿;9、輸送軟管；10、動力站;11、上部設(shè)備。
【具體實(shí)施方式】
[0020]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0021]如圖1和圖2所示，本實(shí)施例的水下空間采礦裝置，包括機(jī)架1、輸送機(jī)2和采礦頭3，采礦頭3安裝于機(jī)架I的前下方，輸送機(jī)2通過輸送管與采礦頭3相連，機(jī)架I上安裝有使水下空間采礦裝置在水下保持懸浮的浮力部件4和用于驅(qū)動水下空間采礦裝置在水下移動的推進(jìn)機(jī)構(gòu)。其中，機(jī)架I采用鋼結(jié)構(gòu)框架，浮力部件4采用深海固體浮力材料制作。推進(jìn)機(jī)構(gòu)包括兩個豎向推進(jìn)螺旋槳5和四個水平推進(jìn)螺旋槳6，兩個豎向推進(jìn)螺旋槳5安裝在機(jī)架I頂部，四個水平推進(jìn)螺旋槳6分設(shè)于機(jī)架I中部的四個角部位置，通過豎向推進(jìn)螺旋槳5可驅(qū)使水下空間采礦裝置上下運(yùn)動，通過各水平推進(jìn)螺旋槳6可驅(qū)使水下空間采礦裝置水平移動，進(jìn)而水下空間采礦裝置能運(yùn)動至水下任意位置。上述深海固體浮力材料、豎向推進(jìn)螺旋槳5和水平推進(jìn)螺旋槳6均為現(xiàn)有技術(shù)。
[0022]本實(shí)施例中，采礦頭3通過一微地形適應(yīng)機(jī)構(gòu)安裝于機(jī)架I上，通過微地形適應(yīng)機(jī)構(gòu)可調(diào)整采礦頭3在機(jī)架I上的安裝高度，以適應(yīng)海底地形出現(xiàn)的局部凸起或凹下，確保采礦頭3與礦層接觸，提高作業(yè)的適應(yīng)性。該微地形適應(yīng)機(jī)構(gòu)包括伸縮驅(qū)動件7和兩套以上平行四邊形機(jī)構(gòu)，各平行四邊形機(jī)構(gòu)包括兩根平行的連桿8，各連桿8的兩端分別與機(jī)架I和采礦頭3鉸接，伸縮驅(qū)動件7鉸接安裝于機(jī)架I上，伸縮驅(qū)動件7的伸縮驅(qū)動端與采礦頭3鉸接，在平行四邊形機(jī)構(gòu)的限制下，伸縮驅(qū)動件7伸縮動作可驅(qū)使采礦頭3以平移方式運(yùn)動改變安裝高度。上述伸縮驅(qū)動件7可采用伸縮油缸或伸縮電缸。該微地形適應(yīng)機(jī)構(gòu)能夠使采礦頭3以平移運(yùn)動升降，保證采礦頭3的集礦口保持水平，且其結(jié)構(gòu)簡單、剛度好、重量輕。
[0023]本實(shí)施例中，采礦頭3和輸送機(jī)2均為現(xiàn)有技術(shù)，其中，采礦頭3包括破碎機(jī)構(gòu)31和采集罩32，破碎機(jī)構(gòu)31安裝于采集罩32內(nèi)，采集罩32通過上述輸送管與輸送機(jī)2的輸入口相連，該輸送管為輸送軟管9。
[0024]本實(shí)施例中，輸送機(jī)2布置在機(jī)架I的內(nèi)部，輸送機(jī)2的輸出口通過軟管連接至水下空間采礦裝置的上部設(shè)備U，將采礦頭3采集的礦物質(zhì)輸送至水下空間采礦裝置的上部設(shè)備11。輸送機(jī)2安裝在機(jī)架I上，使水下空間采礦裝置不需要設(shè)置儲存礦石的料倉，可有效降低水下空間采礦裝置的尺寸和重量。上述輸送軟管9和軟管可采用橡膠波紋軟管。
[0025]本實(shí)施例中，機(jī)架I上安裝有用于測量水下空間采礦裝置懸浮高度的聲學(xué)測距傳感器，通過聲學(xué)測距傳感器測量水下空間采礦裝置距海底的高度，可以配合控制系統(tǒng)控制水下空間采礦裝置處在合適高度。
[0026]本實(shí)施例中，機(jī)架I上還安裝有動力站10，動力站10具體布置在機(jī)架I的下部平臺上，便于給伸縮油缸和輸送機(jī)2提供動力。
[0027]本實(shí)施例的水下空間采礦裝置作業(yè)時，通過控制豎向推進(jìn)螺旋槳5和水平推進(jìn)螺旋槳6使水下空間采礦裝置運(yùn)動到目的區(qū)域，根據(jù)聲學(xué)測距傳感器測量的距地礦層表面的高度，控制豎向推進(jìn)螺旋槳5使水下空間采礦裝置懸浮在合適的作業(yè)高度范圍。調(diào)整微地形適應(yīng)機(jī)構(gòu)使采礦頭3達(dá)到預(yù)定作業(yè)位置，再控制破碎機(jī)構(gòu)31進(jìn)行破碎作業(yè)，同時輸送機(jī)2運(yùn)行，通過抽吸作用將采集罩32進(jìn)口處被破碎的礦石吸入到輸送機(jī)2內(nèi)，再通過軟管輸送至上部設(shè)備11。
[0028]在復(fù)雜地形工作時，可根據(jù)地形起伏調(diào)整水下空間采礦裝置的懸浮位置，以確保水下空間采礦裝置處在合適的作業(yè)高度。
[0029]以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例。對于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)構(gòu)思前提下所得到的改進(jìn)和變換也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1.一種水下空間采礦裝置，包括機(jī)架(I)、輸送機(jī)(2)、安裝于機(jī)架(I)上的采礦頭(3)以及連接輸送機(jī)(2)和采礦頭(3)的輸送管，其特征在于:所述機(jī)架(I)上安裝有使水下空間采礦裝置在水下保持懸浮的浮力部件(4)和用于驅(qū)動水下空間采礦裝置在水下移動的推進(jìn)機(jī)構(gòu)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下空間采礦裝置，其特征在于:所述浮力部件(4)為深海固體浮力材料制件。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下空間采礦裝置，其特征在于:所述推進(jìn)機(jī)構(gòu)包括一個以上豎向推進(jìn)螺旋槳(5)和四個以上水平推進(jìn)螺旋槳(6)，四個以上水平推進(jìn)螺旋槳(6)分設(shè)于機(jī)架(I)的四周。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下空間采礦裝置，其特征在于:所述采礦頭(3)通過一微地形適應(yīng)機(jī)構(gòu)可調(diào)整安裝高度的安裝于機(jī)架(I)上。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的水下空間采礦裝置，其特征在于:所述微地形適應(yīng)機(jī)構(gòu)包括伸縮驅(qū)動件(7)和兩套以上平行四邊形機(jī)構(gòu)，各平行四邊形機(jī)構(gòu)包括兩根平行的連桿(8)，各連桿(8)的兩端分別與機(jī)架(I)和采礦頭(3)鉸接，所述伸縮驅(qū)動件(7)鉸接安裝于機(jī)架(I)上，所述伸縮驅(qū)動件(7)的驅(qū)動端與采礦頭(3)鉸接。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的水下空間采礦裝置，其特征在于:所述伸縮驅(qū)動件(7)為伸縮油缸或伸縮電缸。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下空間采礦裝置，其特征在于:所述采礦頭(3)包括破碎機(jī)構(gòu)(31)和采集罩(32)，所述破碎機(jī)構(gòu)(31)安裝于所述采集罩(32)內(nèi)，所述采集罩(32)通過所述輸送管與輸送機(jī)(2)的輸入口相連，所述輸送管為輸送軟管(9)。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下空間采礦裝置，其特征在于:所述機(jī)架(I)上安裝有用于測量水下空間采礦裝置懸浮高度的聲學(xué)測距傳感器。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下空間采礦裝置，其特征在于:所述機(jī)架(I)上安裝有動力站(10) O10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下空間采礦裝置，其特征在于:所述輸送機(jī)(2)安裝于所述機(jī)架(I)上。
【文檔編號】E21C50/00GK205618161SQ201620365420
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年4月27日
【發(fā)明人】鄭皓, 金星, 毛桂庭, 程陽銳, 唐紅平, 彭建平, 李滿紅, 曾軒, 劉禹維, 盧旭, 李秋華, 李小艷
【申請人】長沙礦冶研究院有限責(zé)任公司